DE3443729A1 - MICROSCOPE FOR INFRARED EXAMS - Google Patents

MICROSCOPE FOR INFRARED EXAMS

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DE3443729A1
DE3443729A1 DE19843443729 DE3443729A DE3443729A1 DE 3443729 A1 DE3443729 A1 DE 3443729A1 DE 19843443729 DE19843443729 DE 19843443729 DE 3443729 A DE3443729 A DE 3443729A DE 3443729 A1 DE3443729 A1 DE 3443729A1
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Reinhard Dr. Lihl
Georg Dr. Wien Nyman
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C Reichert Optische Werke AG
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Description

PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DtETER LOUIS Dipl.-Phys. CLAUS PÖHLAU Dipl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETHPATENT LAWYERS Dr. rer. nat. DtETER LOUIS Dipl.-Phys. CLAUS PÖHLAU Dipl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1KESSLERPLATZ 1

8500 NÜRNBERG 208500 NUREMBERG 20

Firma C. Reichert Optische Werke Aktiengesellschaft Hernalser HauptatraOeC. Reichert Optische Werke Aktiengesellschaft Hernalser HauptatraOe

A-1170 Wien - Österreich 24589/24711-40/müA-1170 Vienna - Austria 24589 / 24711-40 / mü

Mikroskop für Infrarotuntersuchunqen Microscope for infrared examination unqen

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop für Infrarotuntersuchungen, wobei mindestens ein Teil der Optikelemente (Linsen, Prismen) in diesem Mikroskop mit Entspiegelungsschichten versehen ist.The invention relates to a microscope for infrared examinations, at least some of the optical elements (lenses, prisms) in this microscope are provided with anti-reflective coatings.

Derartige Mikroskope werden beispielsweise bei der Untersuchung von Si liciumiA/a f er η in der Halbleiter Industrie gebraucht, wobei das Grundmaterial Silicium für das Infrarot durchlässig ist. Das Bild wird bei diesen Geräten mit speziell infrarotempfindlichen Fernsehröhren aufgenommen und am Monitor wiedergegeben. All diese Systeme arbeiten mit optischen Komponenten, insbesondere Objektiven, die für sichtbares Licht optimal entspiegelt sind.Such microscopes are used, for example, during the examination von Si liciumiA / a f er η used in the semiconductor industry, whereby the basic material silicon is transparent to the infrared. With these devices, the image is specially sensitive to infrared TV tubes recorded and reproduced on the monitor. All of these systems work with optical components, especially lenses, which are optimally anti-reflective for visible light are.

Die Entspiegelung für sichtbares Licht hat die Eigenschaft, daß sie in den Nachbarbereichen Infrarot und Ultraviolett besonders hohe Reflexionswerte erzeugt, die weit über das unent-The antireflection coating for visible light has the property that it is particularly effective in the neighboring areas of infrared and ultraviolet generates high reflection values that exceed the indispensable

-S--S-

spiegelte Glas hinausgehen. Dies erzeugt einerseits Kontrastverluste bei durchstrahlter Optik durch Hin- und Herreflexion an den optischen Flächen und andererseits auch Helligkeitsverluste, da das einmal reflektierte Licht für die zweite Abbildung verloren int Lind rs ich höchstens nach einer zweiten Reflexion als Falschlicht im Bild wiederfindet. Besonders krass ist das Problem bei Auflichtobjektiven, die über einen Auflichtilluminator, ζ . B. Spiegel, beleuchtet werden und bei denen der direkte Reflex schon nach einmaliger Reflexion als Falschlicht dem Bild überlagert wird.mirrored glass go out. On the one hand, this creates a loss of contrast with radiated optics through back and forth reflection on the optical surfaces and on the other hand also loss of brightness, since the light reflected once for the second Figure lost int Lind rs I at most after a second Finds reflection as false light in the image. Particularly the problem is glaring with incident light lenses that have a reflected light illuminator, ζ. B. mirror, are illuminated and where the direct reflex after a single reflection as stray light is superimposed on the image.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein speziell für Infrarotuntersuchungen geeignetes Mikroskop zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a special to create a microscope suitable for infrared examinations.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wirkungsmaximum (geringste Reflexion) der Entspiegelungsschichten bei einer Wellenlänge A· i m Bereich von 800 bis 2000 nm, vorzugsweise bei einer Wellenlänge von ca. 1400 nm, liegt.This object is achieved in that the Maximum effectiveness (lowest reflection) of the anti-reflective coatings at a wavelength A · in the range from 800 to 2000 nm, preferably at a wavelength of approx. 1400 nm.

Diese EntSpiegelungen können einerseits an den Auflichtobjektiven zur Beseitigung der besonders starken Reflexe und andererseits auch im übrigen Strahlengang des Mikroskops, nämlich in der Beleuchtung^- und Abbildungsoptik, vorgesehen werden.On the one hand, this anti-reflective coating can be applied to the incident light lenses to eliminate the particularly strong reflexes and on the other hand also in the rest of the beam path of the microscope, namely in the illumination and imaging optics will.

Es werden entweder Einfachschichten verwendet, die bei hohem Brechungsindex des Glases (über ca. η =; 1,6) besonders wirksam sind, oder aber Mehrfachschichten, wobei über einem Brechungsindex von ca. η = 1,6 zwei Schichten und unter diesem Brechungsindex drei Schichten die besten Entspiegelungsergebnisse liefern.Either single layers are used, those with high Refractive index of the glass (over approx. Η =; 1.6) particularly effective are, or multiple layers, with over a refractive index of approx. η = 1.6 two layers and below this Refractive index three layers the best anti-reflective results deliver.

Vorzugsweise wird für Einfachschicht MgF„ verwendet, bei Dreifachschicht besteht die der Luft benachbarte erstePreferably, MgF is used for the single layer, at The first layer, which is adjacent to the air, consists of a triple layer

Schicht I aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex η zwischen 1,35 und hat eine Dicke von annähernd A/4. Diese erste Schicht besteht aus einem Material aus der Gruppe MgF9 (n = 1.385), SiO2 (n = 1.46), ThF4 (n = 1.5), LaF2 (n = 1.56), Na3 (A1F4) (n = 1.35), Al2O3 (n = 1.62) und CeF3 (n = 1.615).Layer I made of a material with a low refractive index η between 1.35 and a thickness of approximately A / 4. This first layer consists of a material from the group MgF 9 (n = 1.385), SiO 2 (n = 1.46), ThF 4 (n = 1.5), LaF 2 (n = 1.56), Na 3 (A1F4) (n = 1.35), Al 2 O 3 (n = 1.62) and CeF 3 (n = 1.615).

Die zweite Schicht II ha L einen Ii 0 he η Brechungsindex η zwischen 2 und 2,3 und hat eine Dicke von annähernd λ*/2. Diese zweite Schicht besteht aus einem Material aus der Gruppe CeO2 ( η = 2.30 - 2.00), ZrO2 (η = 2.10 - 2.00), TiO2 (η = 2.30 - 2.00), Ta2O5 (n = 2.30 - 2.00), ZnS (η = 2.30 - 2.20) und ThO2 (η = 2.20 - 2.00) .The second layer II has a refractive index η between 2 and 2.3 and has a thickness of approximately λ * / 2 . This second layer consists of a material from the group CeO 2 (η = 2.30 - 2.00), ZrO 2 (η = 2.10 - 2.00), TiO 2 (η = 2.30 - 2.00), Ta 2 O 5 (n = 2.30 - 2.00) ), ZnS (η = 2.30 - 2.20) and ThO 2 (η = 2.20 - 2.00).

Schließlich hat die dritte Schicht III einen Brechungsindex η zwischen 1,72 und 1,56 und hat eine Dicke von annähernd Diese dritte Schicht besteht aus einem Material aus derFinally, the third layer III has a refractive index η between 1.72 and 1.56 and has a thickness of approximately This third layer consists of a material made of

Gruppe Al2O3 (n = 1.65 - 1.56), MgO (n = 1.72), CeF3 (n = 1.62), LaF3 (n = 1.59), NdF3 (n = 1.60), BeO (n = 1.60), ThOH2 ( η r 1.70), InO2 (n = 1.8 - 1.9) und einer Mischung von MgO und Al2O3 (n = 1.72 - 1.65).Group Al 2 O 3 (n = 1.65 - 1.56), MgO (n = 1.72), CeF 3 (n = 1.62), LaF 3 (n = 1.59), NdF 3 (n = 1.60), BeO (n = 1.60) , ThOH 2 (η r 1.70), InO 2 (n = 1.8 - 1.9) and a mixture of MgO and Al 2 O 3 (n = 1.72 - 1.65).

In der beiliegenden Zeichnung, die schematisch den Strahlengang eines besonders einfachen Mikroskops zeigt, ist die Erfindung veranschaulicht. Mit 10 ist das Mikroskopobjektiv bezeichnet, das ein nicht gezeigtes Objekt von der Objektebene auf die Filmebene der Kamera 12 abbildet. Das Mikroskopobjektiv 10 weist, wie es schematisch dargestellt ist, drei Entspiegelungsschicht en auf, wobei die erste Entspiegelungsschicht I das Bezugszeichen 14, die zweite Entspiegelungsschicht II das Bezugszeichen 16 und die dritte Entspiegelungsschicht III das Bezugszeichen 18 hat.The invention is shown in the accompanying drawing, which schematically shows the beam path of a particularly simple microscope illustrated. The microscope objective is denoted by 10, that an object, not shown, from the object plane images onto the film plane of the camera 12. The microscope objective As shown schematically, 10 has three anti-reflective layers en, wherein the first anti-reflection layer I the reference number 14, the second anti-reflection layer II the reference number 16 and the third anti-reflection layer III has the reference numeral 18.

Claims (12)

443729 PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DIETER LOUIS Dipl.-Phys. CLAUS PDHLAU Dipl.-Ing. fRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH KESSLERPiATZ 1 NÜRNBERG 20 Firma C. Reichert Optische Werke Aktiengesellschaft Hernalser Hauptstraße A-1170 Wien - Österreich 24589/24711- Ansprüche:443729 PATENT LAWYERS Dr. rer. nat. DIETER LOUIS Dipl.-Phys. CLAUS PDHLAU Dipl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH KESSLERPiATZ 1 NÜRNBERG 20 Company C. Reichert Optische Werke Aktiengesellschaft Hernalser Hauptstrasse A-1170 Vienna - Austria 24589 / 24711- Claims: 1. Mikroskop für Infrarotuntersuchungen, wobei mindestens ein Teil der Optikelemente in diesem Mikroskop mit Entspiegelungsschichten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirkungsmaxirnum (geringste Reflexion) der Entspiegelungsschichten bei einer Wellenlänge Λ_* im Bereich von 800 bis 2000 nrn, vor/ticjüiueis.e bei einer Wellenlänge von ca. 1400nm, liegt.1. Microscope for infrared examinations, with at least one Part of the optical elements in this microscope with anti-reflective coatings is provided, characterized in that the maximum effect (lowest reflection) of the anti-reflective layers at a wavelength Λ_ * in the range of 800 to 2000 nrn, vor / ticjüiueis.e at a wavelength of approx. 1400nm. 2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Objektive diese Entspiegelunqsschichten aufweisen.2. Microscope according to claim 1, characterized in that only the objectives have these anti-reflective layers. 3. Mikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Objektiven auch die übrige Abbildungsoptik diese Entspie gelungsschichten aufweist.3. Microscope according to claim 2, characterized in that in addition to the objectives and the rest of the imaging optics these entspie having gel layers. 4. Mikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der gesamten Abbildungsoptik auch die Beleuchtungsoptik diese Entspiegelungsschichten aufweist.4. Microscope according to claim 3, characterized in that in addition to the entire imaging optics and the illumination optics has these anti-reflective coatings. 5. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Entspiegelungsschichten Einfachschichten sind.5. Microscope according to one of claims 1 to 4, characterized in that that these anti-reflective layers are single layers are. 6. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn* zeichnet, daß diese Entspiegelungsschichten Mehrfachschichten sind.6. Microscope according to one of claims 1 to 4, characterized in that * shows that these anti-reflective coatings are multilayers are. 7. Mikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfachschichten aus MgF„ bestehen und eine Dicke von annähernd Λ>/ 4 haben.7. Microscope according to claim 5, characterized in that the single layers consist of MgF "and have a thickness of approximately Λ> / 4 have. 8. Mikroskop nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise für Gläser mit einem Brechungsindex η über 1,6 - Zweifachschichten vorgesehen sind, wobei die erste der Luft benachbarte Schicht aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex η zwischen 1,35 und 1,63 besteht und eine Dicke von annähernd λ/4 hat, und die zweite Schicht aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex η zwischen 2 und 2,3 besteht und eine Dicke von annähernd XV2 hat.8. Microscope according to claim 6, characterized in that preferably for glasses with a refractive index η over 1.6 - double layers are provided, wherein the first layer adjacent to the air is made of a material with a low refractive index η between 1.35 and 1.63 and has a thickness of approximately λ / 4, and the second layer is made of a material with a high Refractive index η between 2 and 2.3 and a thickness of approximately XV2. 9. Mikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise für Gläser mit einem Brechungsindex η unter 1,6 - Dreifachschichten vorgesehen sind, wobei die erste der Luft benachbarte Schicht aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex η zwischen 1,35 und 1,63 besteht und eine Dicke von annähernd ^-/4 hat, die zweite Schicht aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex η zwischen 2 und 2,3 besteht und eine Dicke von annähernd λ/2 hat und9. Microscope according to claim 6, characterized in that preferably triple layers are provided for glasses with a refractive index η below 1.6, wherein the first layer adjacent to the air is made of a material with a low refractive index η between 1.35 and 1.63 and has a thickness of approximately ^ - / 4, the second layer consists of a material with a high refractive index η between 2 and 2.3 and a thickness of approximately λ / 2 and die dritte Schicht aus einem Material mit einem Brechungs index η zwischen 1,56 und 1,72 besteht und eine Dicke von annähernd A-/4 hat.the third layer of a material with a refraction index η between 1.56 and 1.72 and a thickness of has approximately A- / 4. 10. Mikroskop nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,10. Microscope according to claim 8 or 9, characterized in that daß die erste Schicht aus einem Material aus der Gruppethat the first layer of one material from the group MgF2 (n = 1.385), SiO2 (n = 1.46), ThF4 (n = 1.5), LaF2 MgF 2 (n = 1.385), SiO 2 (n = 1.46), ThF 4 (n = 1.5), LaF 2 (n = 1.56), Na3 (AlF4) (n = 1.35), Al2O3 (n = 1.62) und(n = 1.56), Na 3 (AlF 4 ) (n = 1.35), Al 2 O 3 (n = 1.62) and CeF (n = 1.615) besteht.CeF (n = 1,615) exists. 11. Mikroskop nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einem Material aus der Gruppe CeO2 (n = 2.30 - 2.00), ZrO2 (n = 2.10 - 2.00), TiO2 (n = 2.30 - 2.00), Ta2O5 (n r 2.30 - 2.00), ZnS (n = 2.30 2.20) und ThO2 (n = 2.20 - 2.00) besteht.11. Microscope according to claim 8 or 9, characterized in that the second layer made of a material from the group CeO 2 (n = 2.30-2.00), ZrO 2 (n = 2.10-2.00), TiO 2 (n = 2.30-2.00 ), Ta 2 O 5 (nr 2.30 - 2.00), ZnS (n = 2.30 2.20) and ThO 2 (n = 2.20 - 2.00). 12. Mikroskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht aus einem Material der Gruppe Al9O3 (n = 1.65 - 1.56), MgO (n = 1.72), CeF3 ( η = 1.62), LaF3 (η = 1.59), NdF3 (η = 1.60), BeO (η = 1.60), ThOH2 (η = 1.70), ΙηΟ_ (η = 1.8 - 1.9) und einer Mischung won MgO und Al2O3 (η = 1.72 - 1.65) besteht.12. Microscope according to claim 9, characterized in that the third layer made of a material from the group Al 9 O 3 (n = 1.65-1.56), MgO (n = 1.72), CeF 3 (η = 1.62), LaF 3 (η = 1.59), NdF 3 (η = 1.60), BeO (η = 1.60), ThOH 2 (η = 1.70), ΙηΟ_ (η = 1.8 - 1.9) and a mixture of MgO and Al 2 O 3 (η = 1.72 - 1.65) exists.
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